CS210385B1

CS210385B1 - Method of continuous biolgical cleaning of waste waters of small sources,e.g.one-family house with the bathroom and reactor for executing the same

Info

Publication number: CS210385B1
Application number: CS794537A
Authority: CS
Inventors: Svatopluk Mackrle; Vladimir Mackrle; Oldrich Dracka
Original assignee: Svatopluk Mackrle; Vladimir Mackrle; Oldrich Dracka
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1982-01-29

Description

Vynález se týká způsobu kontinuálního biologického čištění odpadních vod malých zdrojů, například rodinného domku s koupelnou, odpovídajících průměrně kapacitě cca 5 až 7 ekvivalentních obyvatel, avšak so značně proměnlivým průtokem, kdy na biologickou aktivaci navazuje separace aktivovaného kalu fluidní filtrací a odběr vyčištěné vody, a dále se týká reaktoru k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a process for the continuous biological treatment of small-scale wastewater, for example a family house with a bathroom, corresponding to an average capacity of approximately 5 to 7 population equivalents, but with a significantly variable flow rate. it further relates to a reactor for carrying out the process.

Řešení biologického čištění vody pro nejmenší zdroje znečištění, jako jsou rodinně domky s několika ekvivalentními obyvateli, naráží na mnohé a značné potíže. Jedním z hlavních problémů je enormní nerovnoměrnost průtoku, daného nárazovým vypouštěním odpadní vody, například z vany.Biological water treatment solutions for the smallest sources of pollution, such as single-family houses with several equivalent inhabitants, face many and considerable difficulties. One of the major problems is the enormous flow unevenness due to the sudden discharge of wastewater, for example from a bath.

V krátkém intervalu několika minut přicházejí na čisticí zařízení velké objemy vody, které způsobují hydraulické přetížení. Toto přetížení dosahuje řádově desetinásobku hydraulického zatížení, běžného u větších zařízení pro biologická čištění vody, určených pro větší počet ekvivalentních obyvatel, kde v důsledku statistického rozložení odpadní vody v čase dochází k vyrovnání průtoku na čistírnu.At short intervals of a few minutes, large volumes of water come into the cleaning system, causing hydraulic overload. This overload is of the order of ten times the hydraulic load common to larger biological water treatment plants intended for a larger number of equivalent inhabitants, where the flow rate to the treatment plant is compensated as a result of the statistical distribution of the waste water over time.

Použití vyrovnávací nádrže pro vyrovnání průtoku před vlastním čisticím zařízením naráží na technické a zejména provozní potíže. V důsledku přítomnosti hrubých mechanických nečistot v odpadní vodě dochází k usazování těchto nečistot ve vyrovnávací nádrži, což vyžaduje manuální čištění vyrovnávací nádrže a často výskyt zápachu.The use of a buffer tank to equalize the flow in front of the scrubber itself encounters technical and, in particular, operational difficulties. Due to the presence of coarse mechanical impurities in the waste water, these impurities deposit in the buffer tank, requiring manual cleaning of the buffer tank and often the occurrence of odor.

Též řešení tohoto problému oddělením odpadu z vany od ostatní kanalizace a použití vyrovnávací nádrže pouze pro vanový odpad není praktické a u již postavených rodinných domků velmi nákladné a nepohodlné.Also, solving this problem by separating the bathtub waste from the other sewers and using a buffer tank for bathtub waste only is not practical and very costly and inconvenient for family houses already built.

2,03852,0385

Doposud známá zařízení pro biologické čištění nejmenších zdrojů splaškového znečištění většinou tento problém neřeší. Při zapojeni těchto zařízení, pracujících způsobem nedokonale vznášeného fluidního filtru, na odpad z vany dochází k vyplavování kalu do odpadu, čímž se zhoršuje jednak kvalita odpadu, jednak se snižuje koncentrace aktivovaného kalu v aktivaci. Nízká koncentrace aktivovaného kalu způsobuje bučí přílišné kalové zatížení a tím zhoršení charakteristik kalu a vyčištěné vody, nebo vyžaduje zvětšení objemu aktivace.Previously known biological treatment plants for the smallest sewage pollution sources do not usually solve this problem. When these devices, operating in the manner of an imperfectly fluidized-bed filter, are connected to the bath waste, the sludge is leached to the waste, thereby deteriorating both the quality of the waste and the concentration of activated sludge in the activation. A low concentration of activated sludge causes either an excessive sludge load and thus a deterioration of the sludge and purified water characteristics, or requires an increase in the activation volume.

Protože manipulace s přebytečným biologickým kalem je jedním z kritických bodů těchto nejmenších zařízení pro biologické čištění vody, je charakter produkovaného kalu - mimo kvality vody - hlavním kritériem funkční způsobilosti zařízení. Aby se zabránilo vyplavování kalu, je nutné u těchto zařízení určených pro napojení na koupelnu podstatně zvýšit objem celého zařízení, a to jak separace, tak i aktivace.Because the handling of excess biological sludge is one of the critical points of these smallest biological water purification plants, the nature of the produced sludge - apart from water quality - is a major criterion for the plant's performance. In order to prevent sludge from being washed out, it is necessary to significantly increase the volume of the whole device, both separation and activation, with these bathrooms.

Mimo nerovnoměrnosti průtoku je nutné při konstrukci těchto malých zařízení brát do úvahy i další specifické technické, ale i ekonomická kritéria. Při zmenšování velikosti zařízení se totiž některé parametry reaktorů stávají kritickými jednak z hlediska ekonomie provozu, jednak pokud jde o spolehlivost provozu. Z hlediska ekonomie provozu se kritickou hodnotou stává spotřeba energie a náklady na provzdušňovací systémy - specifické spotřeba energie dosahuje 10-až 20nésobku spotřeby energie u větších zařízeni pro biologické čištění vody a pořizovací náklady na pneumatický provzdušňovací systém tvoří i více než 50 % nákladů na celé zařízení oproti jednotkám procentům u velkých zařízení. Z hlediska provozu jsou kritickými zejména dimenze nejužších míst hydrauliky reaktoru, kde může při malých rozměrech docházet k poruchám v důsledku ucpávání těchto míst.In addition to the uneven flow, other specific technical as well as economic criteria have to be taken into account when designing these small systems. Indeed, in reducing the size of the plant, some reactor parameters become critical both in terms of operating economy and in terms of operational reliability. Energy consumption and aeration costs become critical in terms of economics of operation - specific energy consumption reaches 10 to 20 times the energy consumption of larger biological water purification plants and the cost of pneumatic aeration systems accounts for more than 50% of the total plant cost as a percentage of large devices. In particular, the dimensions of the narrowest points of the reactor hydraulics are critical from the operational point of view, where small dimensions may cause failures due to clogging of these points.

Z hlediska spotřeby energie- byla navržena jako nejvhodnější válcová aktivace s poměrem průměru válce k jeho šířce okolo 2:1. Déle je známo, že z hlediska pořizovacích nákladů je nejvýhodnější mechanický hladinový aerátor, který umožňuje kromě zajištění syspendace a přísunu kyslíku pro biologické pochody i určitou desintegraci hrubých mechanických nečistot.In terms of energy consumption, it has been suggested to be the most suitable cylindrical activation with a cylinder diameter to width ratio of about 2: 1. It has long been known that the most advantageous in terms of cost is a mechanical level aerator which, in addition to providing syspendence and oxygen supply for biological processes, also allows some disintegration of coarse mechanical impurities.

Dalšími důležitými podmínkami širokého použití těchto zařízení v domácnostech je jejich maximální kompaktnost, malé průchodné rozměry a estetický vzhled. Pro celkové náklady není pak zanedbatelná ani konstrukce reaktoru, zejména z hlediska váhy materiálu a pracnosti výroby.Other important conditions for the widespread use of these devices in homes are their maximum compactness, small footprint and aesthetic appearance. For the total costs, the design of the reactor is not negligible, especially in terms of material weight and manufacturing effort.

Nejblíže ke splnění všech uvedených principů a podmínek spolehlivého a ekonomického provozu se přibližuje zařízení pro biologické čištění vody z rodinných domků s koupelnou, mající válcovou aktivační nádrž s jedním nebo dvěma separačními prostorami, pracujících způsobem separace s nedokonale vznášenou fluidní vrstvou tna čelech této nádrže. Tato zařízení však mají některé dílčí nevýhody a nedostatky, které jsou na závadu pro jejich konkrétní uplatnění většinou ve sklepních místnostech rodinných domků. Boční uspořádání dvou separačních prostorů značně snižuje kompaktnost zařízení a zvyšuje enormně jeho šířku šířka je větší nežli délka a výška - čímž se zhoršují průchodné rozměry, což je důležitý parametr pro instalaci těchto zařízení.Closest to fulfilling all of the above principles and conditions of reliable and economical operation is an approach for biological purification of water from family houses with bathrooms, having a cylindrical activation tank with one or two separation spaces, operating in a manner of separation with an imperfectly fluidized bed layer. However, these devices have some disadvantages and drawbacks, which are a defect for their particular application mostly in the cellar rooms of family houses. The lateral arrangement of the two separation spaces greatly reduces the compactness of the equipment and increases enormously its width is greater than the length and height - thereby deteriorating the throughput dimensions, which is an important parameter for the installation of these equipment.

U provedení s jedním separačním prostorem je zhoršení průchodnosti způsobeno nadměrnou výškou zařízení a kompaktnost zařízení je ještě dále zhoršena.In the single-compartment design, the deterioration in throughput is due to the excessive height of the device and the compactness of the device is further deteriorated.

U tohoto uspořádání separačního prostoru je i tvar aktivačního prostoru málo vyhovující, nebol jeho rozměry vybočují z optimálního poměru průměru ku šířce válcové aktivace 2:1 značnou výškou a malou šířku na poměr činící více než 4:1. Hydraulika separace těchto zařízení vyžaduje pro zamezeni vyplavování kalu velký objem separace, tj. 2-až 3násobek objemu kapaliny, která nárazově vteče do zařízeni. Při objemu vany cca 200 1 to představuje objem separace 400 až 600 1. To vyžaduje poměrně značné rozměry separace a tín i celého zařízení, což spolu s nevýhodnými tvary zařízení snižuje jeho transportovatelnost a manipulovatelnost. Nemalou úlohu hraje i snížení estetického vzhledu těchto zařízení, které hraje u zařízení pro domácnost rovněž důležitou úlohu.In this arrangement of the separation space, the shape of the activation space is also not satisfactory, since its dimensions deviate from the optimum ratio of diameter to width of cylindrical activation of 2: 1 by a considerable height and small width to a ratio of more than 4: 1. The separation hydraulics of these devices require a large volume of separation, i.e. 2 to 3 times the volume of liquid that suddenly flows into the device to prevent sludge from leaching out. With a bath volume of about 200 l, this represents a separation volume of 400 to 600 l. This requires relatively large dimensions of separation and shades of the entire device, which, together with the disadvantageous shapes of the device, reduces its transportability and handling. The reduction in the aesthetic appearance of these devices also plays an important role, which also plays an important role in domestic appliances.

Vynález si klade za cíl odstraněni nebo alespoň podstatné snížení těchto nedostatků.It is an object of the invention to eliminate or at least substantially reduce these drawbacks.

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že zatímco při čištění odpadních vod v průměrném,anebo podprůměrném průtoku je aktivovaný kal oddělován od vyčištěné vody nedokonale vznášenou fluidní filtrací a je samočinně vracen do biologické aktivace, je při nadprůměrném až maximálním průtoku aktivovaný kal oddělován dokonale vznášenou fluidní filtrační vrstvou a je vracen do biologické aktivace až po následném přechodu dokonale vynášené fluidní filtrační vrstvy do nedokonale vznášené fluidní filtrační vrstvy.The essence of the process according to the invention is that, while in wastewater treatment at average or below average flow, the activated sludge is separated from the treated water by imperfectly fluidized-bed filtration and is automatically returned to biological activation, at above-average to maximum flow and is returned to biological activation only after subsequent transfer of the perfectly discharged fluid filter layer to an imperfectly fluidized fluid filter layer.

Je výhodné, že při separaci aktivovaného kalu nedokonale vznášenou fluidní filtrační vrstvou proudí suspenze mezi aktivaci a separací průměrnou rychlostí menší než 0,3 em/sec., zatímco při separaci dokonale vznášenou fluidní filtrační vrstvou je tato průměrná rychlost proudění větší než 1 cm/sec.It is preferred that when the activated sludge is separated by an imperfectly fluidized bed, the slurry flows between the activation and separation at an average velocity of less than 0.3 em / sec. .

Podstata reaktoru k provádění způsobu podle vynálezu, zahrnujícího aktivační nádrž se vstupem odpadni vody a s aktivačním prostorem provzdušňovaným mechanickým aerátorem a s přiřazenou separační nádrží se separačním prostorem pro fluidní filtraci aktivovaného kalu, propojenou ve své spodní části s aktivačním prostorem alespoň jednou pasáží a opatřena ve své horní části odběrem vyčištěné vody,spoěívá v tom, že mezi pasáž a aktivační prostor s mechanickým aerátorem je zařazen oddělovací prostor, který je ve své nejnižší části propojen s aktivačním prostorem průchodem tvořeným spodním okrajem oddělovací stěny a protilehlou šikmou stěnou a ve své horní části, ležící v úrovni spodní části separačního prostoru, vstupy suspenze, vytvořenými v oddělovací stěně, přičemž je současně mezi průchodem a vstupy suspenze propojen se separačním prostorem pasáží.The essence of a reactor for carrying out the method according to the invention, comprising an activation tank with a waste water inlet and an activation space aerated by a mechanical aerator and an associated separation tank with a separation space for fluidized filtration of activated sludge connected in its lower part to the activation space by at least one passage. part of it by taking purified water, consists in the fact that between the passage and the activation space with a mechanical aerator there is a separating space, which in its lowest part is connected with the activation space by a passage formed by the lower edge of the separating wall and the opposite inclined wall. at the level of the lower part of the separation space, slurry inlets formed in the separation wall, and at the same time it is connected to the separation space of the passage between the passage and the slurry inlets.

Pro dobrou funkci separace je výhodné, že nad pasáží je uspořádán lapač bublinek.For a good separation function it is advantageous that a bubble trap is arranged above the passage.

Jiným význakem je, že mezi vstup odpadní vody a aktivační prostor je zařazena desintegrační komora, jejíž průchodná stěna, uspořádaná proti proudu vyvozovanému mechanickým aerátorem, je tvořena česlemi, propojujícími desintegrační komoru s aktivačním prostorem.Another feature is that a disintegration chamber is provided between the wastewater inlet and the activation space, the passage wall of which is arranged upstream of the mechanical aerator and is formed by screens which connect the disintegration chamber to the activation space.

Příklad provedení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených vyobrazeních, kde obr. 1 zobrazuje zařízení ve svislém řezu, a obr. 2 částečně odkryté zařízení v půdorysném pohledu.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the device in vertical section, and Fig. 2 shows a partially exposed device in plan view.

Toto zařízení je určeno pro kontinuální biologické čištění splaškových odpadních vod rodinných domků s koupelnou pro cca 5 až 7 ekv. obyvatel.This device is designed for continuous biological treatment of sewage waste water in family houses with bathrooms for approx. 5 to 7 eq. resident.

Aktivační nádrž, v níž je aktivační prostor £, má konstrukčně i hydraulicky výhodný tvar krátkého ležatého válce tvořeného převážně válcovým pláštěm 2 a bombírovanými čely £. Poměr průměru aktivačního prostoru £ k jeho délce činí s výhodou 2:1.The activation tank, in which there is an activation space 8, has a structurally and hydraulically advantageous shape of a short horizontal cylinder consisting mainly of a cylindrical shell 2 and of the crowned faces 4. The ratio of the diameter of the activation space 6 to its length is preferably 2: 1.

Z boku je k aktivačnímu prostoru £ přiřazena separační nádrž £, v podstatě prismatického tvaru, tvořená šikmou stěnou jj, dělicí stěnou 6 a čely £. Dělicí stěna 6 má ve své horní části svislou polohu. V separační nádrži £ je separační prostor 40.From the side, a separating tank 4, substantially prismatic in shape, formed by the inclined wall 11, the dividing wall 6 and the fronts 8, is associated with the activation space 4. The partition 6 has a vertical position in its upper part. There is a separation space 40 in the separation tank.

Separační nádrž £ proniká válcovým pláštěm 2 do cca 1/5 jeho průměru a rozšiřuje tak objem separačního prostoru 40.The separation tank 4 penetrates the cylindrical casing 2 to about 1/5 of its diameter, thus expanding the volume of the separation space 40.

Separační nádrž £ - a tím i separační prostor 40 se ve své spodní části zužuje - jejími stěnami 8 - do pasáže spojující separační prostor £ s aktivačním prostorem £.The separation tank 4 - and hence the separation space 40 - in its lower part narrows - through its walls 8 - into a passage connecting the separation space 4 with the activation space 4.

Celková průtočná plocha pasáže £ tvoří s výhodou 3 % až 10 % plochy hladiny v separační nádrži £ v úrovni přepadu 10.The total flow area of the passage 6 is preferably 3% to 10% of the surface area in the separation tank 5 at the level of the overflow 10.

šikmé stěny 8 umožňují dosažení výhodného poměru délky k Šířce pasáže 2 tak, že šířka pasáže 2 není menší než 100 mm, což je výhodné z hlediska nerušeného průchodu aktivovaného kalu pasáží 2 do aktivačního prostoru J. Je rovněž myslitelné řešení, u něhož je pasáž 2 členěná celkovou konfigurací do dvou nebo i více dílčích pasáží.the inclined walls 8 allow for an advantageous length to width ratio of the passage 2 such that the width of the passage 2 is not less than 100 mm, which is advantageous in terms of the undisturbed passage of the activated sludge passage 2 into the activation space J. divided into two or more partial passages.

S výhodou je mezi pasáž 2 a aktivační prostor J. zařazen oddělovací prostor 11. tvořený jednak spodní částí dělicí stěny 6 a oddělovací stěnou 1 2. přiléhající ve své horní části k dělicí stěně 6 a déle bočními kryty 13.Advantageously, a separating space 11 is formed between the passage 2 and the activation space J. It consists of a lower part of the dividing wall 6 and a separating wall 12 adjoining the dividing wall 6 in the upper part and laterally with side covers 13.

Oddělovací prostor 11 je propojen ve své horní části s aktivačním prostorem J vstupy 14. vytvořenými v horní části oddělovací stěny 12; ve své spodní části je oddělovací prostor 11 propojen s aktivačním prostorem 1 průchodem 15.The separation space 11 is connected in its upper part to the activation space J by inlets 14 formed in the upper part of the separation wall 12; in its lower part, the separation space 11 is connected to the activation space 1 through the passage 15.

V sepsračním prostoru 4,0 je nad pasáží 2 uspořádán lapač 17 bublinek, vytvořený stěnou JL6 a odvzdušňovací trubkou 18. jejíž horní vyústění je propojeno s volnou atmosférou.In the collection space 4.0, above the passage 2, there is a bubble trap 17 formed by the wall 16 and the vent pipe 18, the upper opening of which is connected to the free atmosphere.

Pro odtok vyčištěné vody je na přepad 10 napojen odpad 20.Waste 20 is connected to the overflow 10 to drain the purified water.

Vstup 2]_ odpadní vody do reaktoru je vyústěn do desintegrační komory 22, jíž proniká hladina 29 v aktivačním prostoru J.The waste water inlet 21 of the reactor is discharged into the disintegration chamber 22 through which the level 29 in the activation space J penetrates.

Šikmá průchodné stěna, uspořádané proti proudu, vyvozovaného mechanickým aerátorem, je tvořena česlemi 23 propojujícími desintegrační komoru 22 s aktivačním prostorem J. Desintegrační komora 22 je dále ohraničená bočnicemi 2J a zadní stěnou, na niž navazuje dělicí stěna 6.The inclined passage wall arranged upstream of the mechanical aerator is formed by a screen 23 connecting the disintegration chamber 22 to the activation space J. The disintegration chamber 22 is further delimited by the side walls 20 and the rear wall to which the partition wall 6 adjoins.

Mechanický aerátor je tvořen aeračním kartáčem 25. poháněným elektromotorem 26. Aerační kartáč 25 je umístěn pod ochranným krytem 27. opatřeným otvory 30 pro přívod potřebného vzduchu.The mechanical aerator consists of an aeration brush 25 driven by an electric motor 26. The aeration brush 25 is located under a protective cover 27 provided with openings 30 for supplying the necessary air.

Ve své spodní části je aktivační prostor J opatřen známým - odkalovacím a odvodňovacím potrubím 28.In its lower part, the activation space J is provided with a known drainage and drainage pipe 28.

Válcová nádrž aktivačního prostoru J. a separační nádrž 4 může tvořit výrobně samostatné části, které na sebe přiléhají a na prodloužené části bombírovaných čel J. Spojení obou částí není pro lepší názornost podstatných částí detailně znázorněno.The cylindrical tank of the activation space 1 and the separation tank 4 may form separate production parts which abut one another and on the elongated part of the collecting faces J. The connection of the two parts is not shown in detail for the sake of clarity of the essential parts.

Způsob kontinuálního biologického čištění a činnost popsaného reaktoru je následující.The method of continuous biological treatment and operation of the described reactor is as follows.

Čištěná voda je přiváděna do aktivačního prostoru J. přes desintegrační komoru 22.Purified water is fed to the activation space J via the disintegration chamber 22.

Na česlech 23. která jsou zčásti ponořena pod hladinu 29 v aktivačním prostoru J., se zachytí hrubé mechanické nečistoty, zejména papír.Coarse mechanical impurities, particularly paper, are trapped on the screens 23 which are partially submerged below the surface 29 in the activation space J.

Proudění vody se vzduchem, vyvolané činností aeračního kartáče 25 promývá česlo 23 a udržuje v neustálém pohybu hrubé mechanické nečistoty zachycené v desintegrační komoře 22. Tyto nečistoty jsou pak působením vody, zmíněného pohybu a činnosti mikroorganismů postupně desintegrovány,až propadnou česlemi 23 do aktivačního prostoru J_, kde podléhají dalšímu rozpadu. Tím je účinně řeěen problém rozložitelných hrubých mechanických nečistot.The water-air flow induced by the operation of the aeration brush 25 washes the screen 23 and keeps coarse mechanical impurities trapped in the disintegration chamber 22 in constant motion. These impurities are then gradually disintegrated by the action of water, said motion and microorganisms until they fall through the screen 23 where they are subject to further disintegration. This effectively solves the problem of degradable coarse mechanical impurities.

Tím, že hrubé mechanické nečistoty jsou stále promývány proudící vodou se vzduchem, je účinně odstraňován i zápach. Aerační kartáč 25 umístěný u hladiny 29 tak, že do ní částečně zasahuje, je poháněn elektromotorem 26. Rozstřikování provzdušňované aktivační směsi zabraňuje ochranný kryt 27. Přisávéní vzduchu pro provzdušňování aktivační směsi se děje otvory JO.Since the coarse mechanical impurities are still washed by the flowing water with air, the odor is also effectively removed. The aeration brush 25 located at the level 29 so as to partially extend into it is driven by an electric motor 26. Spraying of the aerated activation mixture is prevented by a protective cover 27. The air suction for aerating the activation mixture is done through the holes 10.

Pro separaci suspenze aktivovaného kalu je použito filtrace ve fluidním filtru. Hydraulika vstupu do separačního prostoru 40 z aktivačního prostoru i umožňuje funkci fluidního filtru ve dvou samovolně se nastavujících režimech, a to při průměrném, anebo podprůměrném průtoku v režimu nedokonale vznášeného fluidního filtru se samočinným vracením aktivovaného kalu zpět do biologické aktivace, tj. do aktivačního prostoru l,a při krátkodobém nárazovém, tj. nadprůměrném až maximálním průtoku, tj. hydraulickém přetížení, například při vypuětění vany,pak v režimu dokonale vznášeného fluidního filtru bez samočinného vracení aktivovaného kalu do aktivace. Tento se vrací samovolně až po následném přechodu separace na režim nedokonale vznášené fluidní filtrace při poklesu průtoku odpadní vody.Fluid filtration is used to separate the activated sludge suspension. The hydraulics of the entrance to the separation space 40 from the activation space 1 allow the fluid filter to function in two self-adjusting modes, at average or below average flow in the imperfectly fluidized air filter mode with automatically returning the activated sludge back to biological activation, i.e. 1, and in a short-term impact, i.e. above-average to maximum flow, i.e., hydraulic overload, for example, when the tub is discharged, in the mode of a perfectly suspended fluid filter without automatically returning the activated sludge to activation. This returns spontaneously only after the subsequent transition to a mode of imperfectly fluidized-bed filtration when the wastewater flow decreases.

Režim nedokonalé fluidizace je charakterizován rychlostí v separační ploše 0,8 m/h a rychlost v propojovací pasáži 8 m/hod., zatímco dokonalá fluidizace je charakterizována maximální rychlostí v separační ploše cca 5 m/h a maximální rychlostí v propojovací pasáži činící cca 5 m/s.The imperfect fluidization mode is characterized by a velocity in the separation area of 0.8 m / h and a velocity in the interconnecting passage of 8 m / h, while perfect fluidization is characterized by a maximum velocity in the separation area of about 5 m / h and a maximum velocity in the interconnecting passage of about 5 m / h. with.

áand

Při nedokonalé fluidizaci proudí aktivační směs do oddělovacího prostoru 11 pouze vstupy li, zatímco při režimu dokonalé fluidizace proudí aktivační směs do oddělovacího prostoru 11 převážně průchodem 15. Při nulovém až průměrném průtoku při proudění aktivační směsi vstupy 14 dochází k účinnému odstínění intenzivního proudění v aktivačním prostoru 1 od pasáže 2, v důsledku čehož se toto proudění nemůže přenášet do separačního prostoru 40 a rušit tím stabilitu fluidní vrstvy. Toto proudění směrem shora dolů v oddělovacím prostoru 11 umožňuje vracení aktivovaného kalu ze separačního prostoru 10 pasáží 15 zpět do aktivačního prostoru 1. Rychlost v pasáži 2 při průměrném průtoku je volena tak, aby umožňovala propadávání koncentrovaného aktivovaného kalu ze separačního prostoru 40 do oddělovacího prostoru 11 a dále průchodem 15 do aktivačního prostoru 1. Hladina fluidní vrstvy v separačním prostoru 40 se ustaví podle velikosti průtoku a velikosti koncentrace v aktivaci na určité výši.In the case of imperfect fluidization, the activating mixture flows into the separating space 11 only through the inlets 11, while in the perfect fluidizing mode the activating mixture flows into the separating space 11 mainly through the passage 15. At zero to average flow. 1 from passage 2, as a result of which this flow cannot be transferred to the separation space 40 and thereby impair the stability of the fluidized bed. This downward flow in the separation space 11 allows the activated sludge from the separation space 10 to be returned to the activation space 1. The speed in the passage 2 at an average flow rate is selected to allow the concentrated activated sludge to pass through the separation space 40 into the separation space 11. and further through the passage 15 into the activation space 1. The level of the fluidized bed in the separation space 40 is set to a certain level according to the flow rate and the concentration level in the activation.

Při zmíněném nárazovém krátkodobém hydraulickém zatíženi dojde k expanzi vrstvy fluidního filtru, přičemž hladina fluidního filtru se zvyšuje. Pokud není porušena mez fluidizace, nedojde k porušení hladiny fluidního filtru a nedojde ke zhoršení kvality vyčištěné vody na přepadu JO. Podmínkou pro správnou funkci fluidního filtru je, aby rychlost v pasáži 2 nepřekročila mez, při níž by došlo k porušení fluidní vrstvy. Touto mezí je rychlost cca 5 cm/s. Aby nedošlo k vyplaveni expandovaného fluidního filtru do odpadu, je objem separačního prostoru 40 s výhodou volen na 1,5-až 2násobek maximálního nárazového hydraulického zatížení zařízení. Například pro vypouštění vany o objemu 200 1 činí užitný objem separačního prostoru cca 350 1. Po projití nárazového hydraulického zatížení hladina fluidní vrstvy se vrátí opět na původní výši.At said short-term impact hydraulic loading, the fluid filter layer expands and the fluid filter level increases. If the fluidization limit is not violated, the level of the fluid filter is not violated and the quality of the purified water at the overflow JO does not deteriorate. The condition for proper functioning of the fluid filter is that the speed in passage 2 does not exceed the limit at which the fluidized bed would break. This limit is a speed of approximately 5 cm / s. In order not to flush out the expanded fluid filter into the waste, the volume of the separation space 40 is preferably chosen to be 1.5 to 2 times the maximum impact hydraulic load of the device. For example, for draining a 200 liter bathtub, the usable volume of the separation space is about 350 L. After passing the impact hydraulic load, the fluidized bed level returns to its original level.

Aby nedocházelo k ucpávání pasáže 2 při nulovém průtoku a vysoké koncentraci aktivovaného kalu v aktivačním prostoru J., je šířka pasáže 2 zvětšena zmenšením její! délky pomoci šikmých stěn 8 do spodní části separační nádrže 4, které vytváří trychtýřovitý tvar spodní části této nádrže a tím příznivý tvar průtočného průřezu pasáže 2 při dodržení její optimální plochy pro oba popsané režimy fluidizace.In order to avoid blockage of passage 2 at zero flow and a high concentration of activated sludge in the activation space J., the width of passage 2 is increased by reducing its passage. lengths by inclined walls 8 to the bottom of the separation tank 4, which forms a funnel-like shape of the bottom of the tank and thus a favorable cross-sectional shape of the passage 2 while maintaining its optimum area for the two fluidization modes described.

Pro zachycení bublinek, vylučovaných na.spodní hraně dělicí stěny 6, kde dochází k obratu ze sestupného proudění vody na vzestupný, slouží lapač bublinek 17. přičemž zachycený vyloučený vzduch je odváděn odvzdušňovací trubkou 18 do volné atmosféry,.·A bubble trap 17 is used to trap the bubbles exiting at the lower edge of the partition 6, where the return from the downward flow of the water to the upward flow occurs, the trapped air being discharged through the vent pipe 18 into the free atmosphere.

Uvedenou hydraulikou separace s funkcí fluidní vrstvy ve dvou režimech - nedokonalé dokonalé fluidizace je dosaženo vysoké účinnosti separace suspenze za všech podmínek provozů. Výsledkem je vysoká provozní koncentrace aktivovaného kalu v aktivaci, která je umožněna', jak jíž bylo řečeno, účinnou suspendací. Tím je zaručena nejen vysoké účinnost čištěné vody, ale i dokonalá stabilizace kalu, jeho dobré odvodňovací vlastnosti a zmenšení jeho objemu. Vysoká koncentrace kalu umožňuje i velkou zásobu kalu v aktivaci, což prodlužuje časový interval periodického odkalování. Odkalení přebytečného kalu se tak může provádět v dalších intervalech.The above-mentioned fluidized-bed separation hydraulics in two modes - imperfect perfect fluidization provides high suspension separation efficiency under all operating conditions. The result is a high operating concentration of activated sludge in the activation, which, as mentioned above, is made possible by an effective suspension. This guarantees not only high efficiency of the purified water, but also perfect stabilization of the sludge, its good drainage properties and reduction of its volume. The high sludge concentration also allows a large sludge depot in activation, which extends the period of periodic sludge removal. The sludge can thus be blown off at further intervals.

Vysoký stupeň stabilizace kalu umožňuje jeho použití pro hnojeni, například záhonů zahrádky, trávníků a podobná. Velké kapacity zařízení pro kal pak umožňují provádět odkalovánl ve vhodné vegetační době. Odkalování je možné provádět například ruční křídlovou pumpou s čerpáním stabilizovaného přebytečného kalu přímo na zahrádku. Odkalování se provádí při krátkodobém zastavení provzduěňování na dobu cca 1/2 až 2 hod.The high degree of sludge stabilization allows its use for fertilization, for example, patio beds, lawns and the like. The large capacity of the sludge plant then allows the sludge to be carried out at a suitable growing time. Drainage can be carried out, for example, by a hand-held vane pump with pumping of stabilized excess sludge directly into the garden. The blowdown is carried out when the aeration is stopped for a short time for about 1/2 to 2 hours.

Výhodný tvar aktivačního prostoru 1, který je v podstatě válcového tvaru s optimálním poměrem průměru k šířce válcového aktivačního prostoru £ cca 2:1, umožňuje efektivní použil tí mechanického provzdušňovacího systému v hladině 29 s aeračním kartáčem 25 bez nebezpečí tvorby tzv. mrtvých koutů. Rozsah průniku separačního prostoru £ do aktivačního prostoru £ tyto příznivé podmínky válcového víru s horizontální osou podstatně nezhoršuje díky příznivému sklonu dělicí stěny 6, která odděluje aktivační prostor £ od separačního prostoru 40.The preferred shape of the activation space 1, which is substantially cylindrical in shape with an optimum ratio of diameter to width of the cylindrical activation space prostoru of about 2: 1, allows efficient use of the mechanical aeration system at surface 29 with the aeration brush 25 without risking so-called dead corners. The extent of penetration of the separation space 4 into the activation space 4 does not significantly deteriorate these favorable conditions of the cylindrical vortex with the horizontal axis due to the favorable inclination of the partition wall 6 which separates the activation space 8 from the separation space 40.

Použitý hladinový provzdušňovací systém - mechanický aerátor - zajišluje spolu s příznivým tvarem aktivačního prostoru £ vysokou energetickou účinnost celého systému pro přísun kyslíku pro'aktivační proces. Instalovaný výkon, potřebný pro provoz zařízení pro sedm ekvivalentních obyvatel, je velmi nízký, což znamená podstatnou ekonomičnost provozu a přiblíženi se specifické spotřebě energie větších biologických čistíren.The level aeration system used - the mechanical aerator - together with the favorable shape of the activation space 6 ensures high energy efficiency of the entire oxygen supply system for the activation process. The installed capacity required to operate the plant for the seven equivalent inhabitants is very low, which means substantial operation economy and close to the specific energy consumption of larger biological treatment plants.

Vysoká účinnost použitého provzdušňovacího systému pro suspendaci aktivovaného kalu umožňuje pracovat s vysokou koncentrací aktivovaného kalu v aktivaci, a to přes 10 kg/m\ Takovéto vysoká koncentrace kalu umožňuje pracovat s nízkým zatížením aktivovaného kalu a projeví se příznivě jak na kvalitě vyčištěné vody, tak i na kvalitě přebytečného kalu. Vysoký stupeň stabilizace kalu v důsledku provozu s nízkým kalovým zatížením se pak projevuje sníženou produkcí kalu, jeho lepší odvodnltelností a v konečném efektu ve snazší manipulaci při likvidaci tohoto kalu. To podstatně snižuje nároky na obsluhu těchto zařízení a spolu s popsaným řešením desintegrace hrubých mechanických nečistot minimalizuje manuální obsluhu na periodické odpouštění přebytečného kalu přečerpáním stabilizovaného kalu na záhony zahrádky, například vhodnou neznázorněnou ruční křídlovou pumpou.The high efficiency of the aeration system used to suspend activated sludge makes it possible to work with a high concentration of activated sludge in the activation of over 10 kg / m < 2 >. Such high sludge concentration allows to work with low activated sludge loading. on the quality of excess sludge. The high degree of sludge stabilization due to low sludge load operation is then manifested by reduced sludge production, its better drainability and, ultimately, easier handling of the sludge disposal. This substantially reduces the demands on the operation of these devices and, together with the described solution of disintegration of coarse mechanical impurities, minimizes manual operation to periodically drain excess sludge by pumping the stabilized sludge into the garden beds, for example with a suitable hand pump.

Popsaný způsob a reaktor podle vynálezu má četné výhody. Spolehlivostí a ekonomičností provozu přibližuje se, vztaženo na ekvivalentní obyvatele, parametrům větších čistíren, což otevírá cestu širokému použití pro nejmenší individuální zdroje fekálního znečištění. Zařízení se vyznačuje velkou kompaktností i minimálními instalačními rozměry. Kompaktnost, poměrně nízká váha a vhodné rozměry zlepšují transportovatelnost a manipulovatelnost zařízení a usnadňují tak snadnou instalaci ve sklepních prostorách rodinných domků.The described process and reactor according to the invention have numerous advantages. With the reliability and economy of operation, it is approaching the parameters of larger sewage plants, based on the equivalent population, which opens the way to widespread use for the smallest individual sources of faecal pollution. The device is characterized by great compactness and minimal installation dimensions. Compactness, relatively low weight and suitable dimensions improve the transportability and handling of the device and thus facilitate easy installation in the cellars of family houses.

Vysoká hydraulická účinnost separace umožňuje použití těchto zařízení i pro odpad z koupelen. Vysoký stupeň stabilizace kalu podstatnou mírou přispívá i k úspěšnému řešení problému manipulace a likvidace přebytečného kalu a umožňuje jeho výhodné použití pro hnojení zahrádek. Válcový tvar aktivačního prostoru není výhodný pouze hydraulicky, kde podstatnou mírou přispívá k parametrům efektu čištění, ale je i velmi výhodný staticky pro konstrukci zařízení. Válcová nádrž aktivace tvoří základní samonosný prvek konstrukce reaktoru, pro jehož výrobu může být použito jak kovu, tak i plastických materiálů. Boční přiřazený separační prostor k plášti válcové nádoby válce pro aktivaci nejméně narušuje obrysy válcové nádrže aktivace a hydraulicky tvoří optimální propojení obou funkčních prostorů. Separační prostor může být vyráběn jako samostatná část, která je přišroubována na čele válcové nádrže aktivace. Tím je dosažena i jednoduchost výroby. Použití provzdušňovacího systému s povrchovým mechanickým aerátorem je úsporné, spolehlivě a ve spojení a deintegrátorem hrubých mechanických nečistot podstatně zjednodušuje, obsluhu a zamezuje zápachu.The high hydraulic separation efficiency enables these devices to be used for bathroom waste as well. The high degree of sludge stabilization significantly contributes to the successful solution of the problem of handling and disposal of excess sludge and makes it advantageous for use in the fertilization of gardens. The cylindrical shape of the activation space is not only advantageous hydraulically, where it contributes substantially to the parameters of the cleaning effect, but it is also very advantageous statically for the construction of the device. The cylindrical activation tank forms the basic self-supporting element of the reactor structure, for which both metal and plastic materials can be used. The laterally assigned separation space to the cylinder cylinder housing for the activation cylinder at least disrupts the contours of the cylinder activation cylinder and hydraulically forms an optimal interconnection of the two functional spaces. The separation space can be manufactured as a separate part which is screwed on the face of the cylindrical activation tank. This also simplifies production. The use of an aeration system with a surface mechanical aerator is economical, reliably and in conjunction, and a deintegrator of coarse mechanical impurities greatly simplifies operation and prevents odor.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. A process for the continuous biological treatment of small-scale wastewater, for example a family house with a bathroom, corresponding to an average capacity of approximately 5 to 7 equivalent inhabitants, but with a significantly variable flow rate. by the fact that in the treatment of waste water at average or below average flow, the activated sludge is separated from the treated water by an imperfectly fluidized bed and is automatically returned to biological activation, at above-average to maximum flow the activated sludge is separated by a perfectly fluidized bed and returned into biological activation only after the subsequent transfer of the perfectly fluidized fluid filter layer to the incompletely fluidized fluid filter layer.

2. A process according to claim 1, characterized in that, when the activated sludge is separated by an imperfectly fluidized bed, the slurry flows between the activation and separation at an average velocity of less than 0.3 cm / sec. flow velocity greater than 1 cm / sec.

3. A reactor for carrying out the method according to claim 1, comprising an activation tank with a waste water inlet and an activation space aerated by a mechanical aerator and an associated separation tank with a separation space for fluid filtration of activated sludge connected to its activation part by at least one passage and provided in its upper part by the abstraction of purified water, characterized in that a separation space (11) is connected between the passage (9) and the activation space (1) with the mechanical aerator, which is in its lowest part connected to the activation space (1) through the passage ( 15), formed by the lower edge of the separating wall (12) and the opposing inclined wall (5) and in its upper part lying at the level of the lower part of the separating space (40), suspension inlets (14) formed in the separating wall (12); at the same time, it is connected to a separation separator between the passage (15) and the inlets (14) of the suspension space (40) of passages (9).

A reactor according to claim 3, characterized in that a bubble trap (17) is arranged above the passage (9).

Reactor according to Claim 3, characterized in that a disintegration chamber (22) is arranged between the waste water inlet (21) and the activation space (1), the passage wall of which is arranged upstream of the mechanical aerator and consists of screens (23). connecting the disintegration chamber (22) to the activation space (1).